北京信息科技大学 100192
摘要：传统的汽车液压制动系统如果没有及时保养，会严重影响制动效果，严重情况下会出现制动失灵情况，对驾乘人员生命安全造成威胁。电子机械制动系统有着更长的使用寿命和更好的制动效果，但该项技术还在探索阶段，还存在着诸多问题，需要作好安全设计工作。本文对电子机械式制动系统设计存在的安全问题进行分析，并就如何进行安全设计进行深入探讨，可供相关人员参考。
关键词：电子机械制动；汽车；安全设计
引言
汽车电子机械制动将电机作为驱动源，通过合理安装与使用来对车辆进行制动，具有响应速度快、体积小、质量轻等特点，控制系统根据驾驶要求发送出指令，实现对车辆制动系统的控制。电子机械制动系统的安全性事关驾乘人员生命安全，需要对安全设计问题进行分析与研究，进一步提高制动控制系统性能。
1电子机械式制动系统设计存在的安全问题
汽车电子机械制动系统是驾乘人员根据驾驶情况来进行减速或制动，保证汽车的安全性、稳定性，是实现汽车安全驾驶的前提条件，需要做好汽车电子机械制动系统的安全设计。电子机械式制动系统取代原来的液压机械传导制动方式，制动踏板与制动器相互间进行配合，可以实现良好的制动性能，降低制动系统成本并提高汽车整体性能，还需要在保证安全的前提下提高制动舒适性。为了更好地保证汽车行驶过程中的安全，应该对汽车电子机械制动控制系统进行安全设计，驾乘人员可以准确地进行制动控制，让行驶车辆进行减速或停止，稳定地停靠在安全地带。电子机械制动控制系统由软件、硬件两部分构成，进行安全性设计时需要结合制动材料、控制系统性能等来制定出科学合理的解决方案，有效解决电子踏板失灵、电脑板故障、电源失效、制动模块故障等。
2制动控制系统的安全设计
2.1间隙控制调整模块设计
汽车在长期使用过程中会经常踩踏制动器，频繁地应用会导致制动器间隙变得愈来愈大，制动性能会逐渐下降，制动响应时间、制动距离会变长，严重情况下会出现车辆侧滑现象。为了解决制动器间隙变大的问题，应该安装传感装置来采集间隙信息，制动控制系统合理对间隙进行补偿与调整，但安装传感装置需要占用制动器空间，制动成本也会相应的提升。可以将制动控制系统进行优化，对在制动临界点附近的电子机械制动间隙进行补偿，达到制动跟随的效果。
对汽车制动过程和制动原理进行分析，确定制动间隙临界点，以刚度最小制动片来分析制动刚度情况，通过制动电流来测取临界间隙值，如果制动过程中制动电流值超过限值，控制系统可以判定已经消除掉制动间隙，还需要准确识别出刹车片、刹车盘分离临界点。电机运行电流会随着刹车片、刹车盘夹紧力变化进行改变，随着两者夹紧力不断变小，运行电流倾斜角度会不断靠近零轴，达电流倾斜角为0，汽车制动已经结束，那么就会达到最大间隙，制动控制系统需要根据运行电流情况来分析制动间隙情况。当制动间隙过大，需要进行制动力跟随，合理对间隙进行合理调整。
2.2制动意图识别设计
在进行制动系统安全设计以前，需要控制系统识别出驾乘人员制动意图，将制动意图作为制动控制信号发送的前提条件，这样可以更好地提升制动系统的安全性。制动意图识别模块与位置传感器、角度传感器等进行配合，对制动意图进行准确分析，以信息中转分配结合方式进行制动控制，可以提高控制准确性，保证制动过程的安全。制动意图识别需要先解决传感采集问题，提高传感数据实时性，通过位移传感识别、角度传感识别对驾驶意图进行判断，再结合制动情况发出控制信号。
2.3制动力分配模块设计
制动意图识别模块发送出制动指令后，汽车控制系统通过CAN总线将控制指令发送给车轮行驶系统，对汽车制动力进行合理配置。动力分配模块安全设计，应该结合对制动力的具体要求，当检测到制动力模块存在运行故障，需要及时提示故障原因并采取措施给予排除。科学调整制动力可以保证车辆运行稳定性，当车轮制动力存在问题，前后车轴间制动力存在一定程度波动，比如，驾乘人员在控制车辆转弯时，制动力分配模块可以合理配置不同车轮的制动力，使内、外侧车轮制动力得到合理分配，消除掉转弯时的侧翻风险，更好地保证车辆转弯稳定性。制动力分配要保证前后车轮制动器同时抱死，再按照汽车行驶时受力情况，对车轮前后接地点力矩进行计算，得到前后车轮同时抱死的条件，计算出车轮制动力总和，并判断出附着力情况。确定前后车轮制动力与附着力间的数学关系，根据制动力分配曲线确定前、后车轮接点力矩，就可以得到对应的系数。将制动曲线与实际曲线进行对比，可以得到两种曲线相交点，这样就可以合理对前、后制动力进行配置，使车辆前、后车化同时抱死。对于没有安装制动力自动调整的系统，可以通过计算出不同车轮制动力分配比，再结合空载、满载条件下的附着系数，这样就可以达到制动力分配模块性能优化。
2.4制动系统改良措施
将低速运行的电驱汽车作为实验对象，安装有汽车行驶状况记录仪，可以对汽车运行过程进行完整记录，将传统液压制动方式改为线性制动控制，对车辆改装后的制动性能进行对比分析，采用电子制动踏板可以有效控制车辆减速，保证车辆驾驶的安全性，但还需要解决使用过程中的一些问题。电驱汽车功率较小，制动系统执行效率并不理想，对供电系统进行改造来收回制动时能量，可以解决行驶过程中制动控制导致的电压下降，提升电子机械制动系统性能，安装的电子传感器件需要达到精度要求，可以解决车辆制动时存在的侧滑问题，更好地保证车辆稳定性，达到与传统制动系统相同的性能指标。在对制动器参数进行设计时，需要了解制动半径、轮轴尺寸和制动鼓内径，这样才能确定出制动盘直径，优化制动器效能因数值。制动效能因式计算，需要获取到制动鼓、制动盘相互作用时形成的摩擦力和输入力间比值，先要掌握制动器动力分配系数，再对附着系数改变情况进行判断，对车辆制动系数进行校准，当计算结果显示达不到汽车稳定运行要求，就需要对制动器运行参数进行计算，计算结果满足参数标准方可以停止。
2.5电源管理模块设计
可靠、稳定的电源系统是保证电子机械制动系统正常运行的前提条件，电源失效多是由于驾乘人员频繁刹车或转向导致的，特别是车辆在下坡行驶时，经常制动会消耗较多的电能。所以，需要了解车辆行驶过程中对电源使用需要，可以考虑为电子机械制动系统提供备用电源，当控制系统检测到电源系统存在故障，可以提醒驾乘人员及时修理或更换电源，这样才能更好地保证车辆使用安全。
3结语
综上所述，电子机械制动系统具有更好的制动性能，但还存在着一些问题，需要做好制动系统的安全设计，更好地保证驾乘人员生命安全。也可以为后续的深入研究提供有价值的技术资料，实现汽车制动系统的升级。
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